Question

20．家庭電路的電壓是220V，某空調(diào)器處于制冷狀態(tài)時(shí)的功率P₁是2.2KW，送風(fēng)狀態(tài)時(shí)的功率P₂是0.22KW，它們是交替運(yùn)行的，現(xiàn)測(cè)得此空調(diào)器在某時(shí)段內(nèi)的電功率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖．
求：
（1）空調(diào)器在前5min 內(nèi)處于什么狀態(tài)？此時(shí)通過它的電流是多少？
（2）在1h內(nèi)，空調(diào)器將消耗的電能是多少度？
（3）空調(diào)的風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能量是如何轉(zhuǎn)化的？

Answer 1

分析 （1）從圖象中讀出前5min內(nèi)空調(diào)的功率，然后與制冷功率和送風(fēng)功率比較，與其相等的，則為空調(diào)所處的狀態(tài)；然后利用I=$\frac{P}{U}$求出此時(shí)通過它的電流；
（2）從圖象中算出空調(diào)在一小時(shí)內(nèi)處于制冷狀態(tài)時(shí)工作的時(shí)間，以及送風(fēng)狀態(tài)時(shí)工作的時(shí)間，然后利用W=Pt分別求出空調(diào)在兩種狀態(tài)下各消耗的電能，電能之和則為空調(diào)一小時(shí)消耗的總電能．
（3）電動(dòng)機(jī)的原理是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用的原理制成的，它是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器．

解答 解：（1）由圖可知：空調(diào)在前5min內(nèi)，其功率為P₂=0.22kW，因此此時(shí)空調(diào)處于送風(fēng)狀態(tài)；
由P=UI可得，此時(shí)通過它的電流：
I=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{0.22×1000W}{220V}$=1A；
（2）由圖可知，1h內(nèi)制冷時(shí)間t₁=40min=$\frac{2}{3}$h，送風(fēng)時(shí)間t₂=20min=$\frac{1}{3}$h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，空調(diào)消耗的電能：
W=P₁t₁+P₂t₂=2.2kW×$\frac{2}{3}$h+0.22kW×$\frac{1}{3}$h=1.54kW•h；
（3）空調(diào)的風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械性能．
答：（1）空調(diào)器在前5min 內(nèi)處于送風(fēng)狀態(tài)；此時(shí)通過它的電流是1A；
（2）在1h內(nèi)，空調(diào)器將消耗的電能是1.54度；
（3）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合空調(diào)的工作過程考查了電功率公式靈活應(yīng)用以及能量的轉(zhuǎn)化，從圖中得出空調(diào)的制冷時(shí)間和送風(fēng)時(shí)間是關(guān)鍵．